高考生物一轮复习第十一单元第41讲.docx
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高考生物一轮复习第十一单元第41讲
[考纲要求] 1.利用微生物进行发酵生产特定的产物。
2.运用发酵加工食品的基本方法。
考点一 果酒和果醋的制作
1．制作原理与发酵条件
果酒制作
果醋制作
菌种
酵母菌
醋酸菌
菌种来源
附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
变酸酒表面的菌膜
发酵过程
有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：
C6H12O6＋6O2―→
6CO2＋6H2O；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：
C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2
氧气、糖源充足时：
C6H12O6＋2O2―→
2CH3COOH＋2CO2＋2H2O；缺少糖源、氧气充足时：
C2H5OH＋O2―→
CH3COOH＋H2O
温度
一般酒精发酵18～25℃，繁殖最适为20℃左右
最适为30～35℃
气体
前期：
需氧，后期：
无氧
需要充足的氧气
时间
10～12天
7～8天
2.制作流程
挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵
↓↓
果酒 果醋
3．葡萄酒呈现深红色的原因是红葡萄皮的色素进入发酵液。
4．现在工厂生产果酒，为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，采取的措施是直接在果汁中加入人工培养的酵母菌。
特别提醒 果酒、果醋制作的注意事项
（1）材料的选择与处理：
选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，并除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。
冲洗以洗去灰尘为目的，且不要太干净，以防洗去野生型酵母菌。
（2）防止发酵液被污染的方法
①榨汁机要清洗干净并晾干。
②发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。
③装入葡萄汁后要封闭充气口。
1．判断常考语句，澄清易混易错
（1）醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸（ × ）
（2）酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度（ × ）
（3）在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长（ √ ）
（4）在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，需给发酵装置适时排气（ √ ）
（5）在制作果酒、果醋时，适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖（ √ ）
（6）利用葡萄发酵产生果酒的后期，加入醋酸菌即可产生醋酸（ × ）
2．分析命题热图，明确答题要点
如图为果酒和果醋制作的实验装置图。
请据图思考下列问题：
（1）甲、乙、丙的作用分别是什么？
提示 通入空气（氧气）、排气、取样（对发酵的情况进行及时的监测）。
（2）图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当？
为什么？
提示 不恰当，因为葡萄汁的量不能超过发酵瓶体积的2/3，而且不能将排气口淹没。
（3）醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，甲都需要打开，请说明原因。
提示 醋酸菌是需氧菌，在生活过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。
（4）果酒搁置时间过久为什么会有酸味？
提示 醋酸菌在缺乏糖源时，可以将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸。
命题点一 果酒、果醋制作原理的理解
1．如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是（ ）
A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下
B．过程①和③都发生在酵母菌细胞的线粒体中
C．过程③和④都需要氧气的参与
D．过程①～④所需的最适温度基本相同
答案 C
解析 有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，均发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸，而丙酮酸产生乙醇只能发生在无氧呼吸过程中，A、B项错误；③过程属于有氧呼吸第二、三阶段，第三阶段需要氧气参与，④过程是制作果醋的过程，需醋酸菌参与，醋酸菌是一种好氧细菌，因此④过程也需要氧气参与，C项正确；制作果酒时，最适温度为18～25℃，而制作果醋的最适温度为30～35℃，D项错误。
2．果酒是以新鲜水果或果汁为原料，经全部或部分发酵配制而成的，酒精度为7%～18%。
在果酒的基础上继续发酵可得到果醋。
下列有关果酒和果醋制作的叙述中，正确的是（ ）
A．果酒和果醋的制作都是由酵母菌完成的
B．制作果醋的温度要比制作果酒的温度高些
C．传统的葡萄酒制作一定需要人工接种菌种
D．葡萄汁装入发酵瓶时，要将瓶装满
答案 B
解析 果酒的制作离不开酵母菌，果醋的制作由醋酸菌完成。
传统的葡萄酒制作中起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。
葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间。
命题点二 果酒、果醋制作的过程和条件分析
3．下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。
下列相关叙述中，错误的是（ ）
A．根据图1可知，利用葡萄制作果醋时，必须先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵
B．冲洗葡萄时不能次数过多，否则果酒的制作会失败
C．图2中的装置中排气口弯曲可防止被空气中的杂菌污染
D．制作果酒要关闭充气口、打开排气口，制作果醋时充气口和排气口都要打开
答案 A
解析 图1中的流程是酵母菌发酵产生果酒及醋酸菌利用果酒发酵产生果醋的过程，但醋酸菌也可以在糖源和氧气充足的条件下直接利用糖类进行果醋发酵，A项错误。
个人用简易装置制作果酒时，所利用的酵母菌来自葡萄皮的表面，所以不能将葡萄冲洗次数过多，否则会冲洗掉野生型酵母菌，B项正确。
图2中的排气口弯曲可避免被空气中的杂菌污染，C项正确。
由于酵母菌在有氧呼吸阶段利用的氧气来自装置中的空气，且无氧呼吸阶段需要保持无氧状态，所以无需打开充气口，而发酵过程中会有二氧化碳产生，所以要打开排气口；醋酸菌属于需氧菌，所以要始终将充气口打开，D项正确。
4．葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关知识回答问题：
（1）利用葡萄制作葡萄酒的过程，发挥作用的微生物是____________。
（2）该微生物通过无氧呼吸可分解____________，产生的终产物是________和__________。
（3）甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图所示。
发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。
据图分析，甲同学和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是__________________________，导致发酵中出现的主要异常现象是______________________；丙同学的错误是____________________，导致发酵中出现的主要异常现象是________________________________。
上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是__________、__________、____________。
（4）在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作的错误是___________________________________________________________________。
答案
（1）酵母菌
（2）葡萄糖 乙醇 CO2 （3）未夹住发酵瓶的充气管 发酵液从充气管流出，发酵液变酸 瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口 排气时发酵液从排气管流出 葡萄醋 葡萄酒 葡萄酒
（4）未及时排气
解析 在制作各种酒的时候，常用酵母菌作菌种；酒精发酵为无氧呼吸，甲同学未夹住发酵瓶的充气管，从而使氧气进入，导致酵母菌进行有氧呼吸，产生较多的二氧化碳，使发酵液从充气管流出，发酵液变酸；丙同学的错误
是瓶中发酵液过多，淹没了排气管，抑制了发酵的进行，一般发酵液不超过容器体积的2/3；上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是葡萄醋、葡萄酒、葡萄酒。
果酒和果醋发酵装置的设计思路
（1）因酵母菌的繁殖需要空气，醋酸菌是好氧菌，所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需氧。
因酵母菌产生酒精是在无氧条件下，应控制氧气的进入，故应在充气口设置开关。
（2）由于在发酵过程中都产生CO2，因此需设排气口；为防止空气中微生物的污染，排气口应连接一个长而弯曲的胶管。
（3）因要对发酵的情况进行及时监测，应设置出料口便于取料。
考点二 腐乳和泡菜的制作
1．腐乳的制作
（1）制作原理
毛霉等微生物产生蛋白酶、脂肪酶，分解有机物。
①蛋白质
氨基酸＋小分子的肽。
②脂肪
甘油＋脂肪酸。
（2）制作流程
↓
↓
↓
（3）腐乳制作的注意事项
①豆腐的选取：
豆腐含水量以70%为宜，若含水量过高，豆腐块不易成形；若含水量过低，则不利于毛霉的生长。
②控制好材料的用量
a．盐的用量：
豆腐毛坯∶盐＝5∶1，盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。
b．酒的用量：
卤汤中酒的含量控制在12%左右为宜。
酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系：
酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，会使腐乳成熟时间延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，但杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。
③防止杂菌的污染
a．用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。
b．装瓶腌制时，操作要迅速小心，且要逐层加盐，离瓶口表面的盐要铺厚一些。
c．加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。
封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。
④发酵温度：
前期发酵温度应保持在15～18_℃，若温度过低，则菌丝生长缓慢，不能进入豆腐块的深层；温度高，菌丝易老化和死亡，影响腐乳的品质。
⑤发酵时间：
发酵时间影响生化反应速度及生化产物的量。
2．泡菜的制作
（1）菌种来源：
附着在蔬菜上的乳酸菌。
（2）制作原理：
在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
反应式：
C6H12O6→2C3H6O3。
（3）制作流程
（4）泡菜制作的注意事项
①材料的选择及用量
a．蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。
b．清水和盐的质量比为4∶1，盐水要煮沸后冷却。
煮沸有两大作用，一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的其他细菌。
②防止杂菌污染：
每次取样用具要洗净，要迅速封口。
③氧气需求
a．泡菜坛要选择透气性差的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。
b．泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境，并注意在发酵过程中经常补水。
④控制适宜的温度：
以18～20℃为宜，温度偏高有害菌活动能力强，温度偏低不利于乳酸发酵。
知识归纳 传统发酵技术中四种常用菌种的比较
酵母菌
醋酸菌
毛霉
乳酸菌
生物学分类
真核生物
原核生物
真核生物
原核生物
代谢类型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
异养需氧型
异养厌氧型
发酵条件
前期需氧，
后期不需氧
一直需氧
一直需氧
无氧
生长适宜
温度
18～25°C
30～35°C
15～18°C
室温
生产应用
酿酒、发面
酿醋
制作腐乳
制作酸奶、泡菜
1．判断常考语句，澄清易混易错
（1）制作腐乳的菌种只有毛霉（ × ）
（2）腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶（ √ ）
（3）将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量（ × ）
（4）制作泡菜时，盐水煮沸后可以立即使用（ × ）
（5）泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵（ √ ）
（6）泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件（ × ）
2．分析命题热图，明确答题要点
下表中甲～丁为腐乳、泡菜、果醋、果酒等发酵食品的制作装置图，请据图分析：
食品
①
②
③
④
主要微生物
⑤
⑥
⑦
⑧
制作装置或操作步骤
（1）图中①～④分别是哪种发酵食品？
提示 ①—果酒、②—果醋、③—腐乳、④—泡菜
（2）图中⑤～⑧分别是哪种菌种？
分别是真核生物还是原核生物？
提示 ⑤—酵母菌、⑥—醋酸菌、⑦—毛霉、⑧—乳酸菌，其中酵母菌、毛霉为真核生物，醋酸菌、乳酸菌为原核生物。
（3）甲～丁装置或者步骤是否存在缺陷？
试具体分析指出。
提示 甲装置中排气管不应插入到发酵液内，丙装置接种应在“加盐”之前，不应在“加盐”后接种。
命题点一 腐乳的制作原理和过程分析
1．腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品。
下面是腐乳制作的实验流程示意图：
⇒
⇒
⇒
下列相关叙述中，错误的是（ ）
A．图中的毛霉来自空气中的毛霉孢子
B．加入盐和卤汤的顺序不能颠倒
C．如果密封不严，则在腌制过程中会感染杂菌而导致腐败变质
D．在高温环境中腐乳制作的时间可大大缩短
答案 D
解析 制作腐乳的最适温度是15～18℃。
2．腐乳是我国民间传统发酵食品，味道鲜美，营养丰富，风味独特，易于消化。
请回答下列问题：
（1）在腐乳的制作中，起主要作用的微生物是__________，它与乳酸菌在结构上的主要区别是____________________________。
（2）腐乳含有丰富的氨基酸、甘油、脂肪酸等小分子物质，与此有关的物质变化有__________________________；________________________。
参与这些物质变化的酶有________________。
（3）腐乳的制作过程中需加盐腌制，那么用盐腌制的目的是_______________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
______________________________________________。
要控制盐的用量，因为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）在腐乳的制作中，卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。
卤汤中酒的含量应控制在12%左右的原因是_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）毛霉 毛霉有成形（以核膜为界限）的细胞核
（2）蛋白质→小分子的肽、氨基酸 脂肪→甘油、脂肪酸
蛋白酶、脂肪酶
（3）抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质；析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂 盐的浓度过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味
（4）酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败
解析
（1）在腐乳的制作中，起主要作用的微生物是毛霉，毛霉为真核生物，乳酸菌为原核生物，毛霉与乳酸菌在结构上的主要区别是毛霉有成形的细胞核。
（2）腐乳的制作主要是利用了毛霉等真菌，因为毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶，它们能将大分子物质水解成小分子物质，从而易于吸收。
与此有关的物质变化有蛋白质→小分子的肽、氨基酸，脂肪→甘油、脂肪酸。
（3）腐乳的制作过程中用盐腌制的目的是盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质；加盐还可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂。
但要控制盐的用量，因为盐的浓度过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。
（4）在腐乳的制作中，卤汤中酒的含量应控制在12%左右，若酒精含量过高，腐乳成熟的时间将会延长；若酒精含量过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败。
命题点二 泡菜的制作原理及过程分析
3．泡菜发酵利用的微生物主要是乳酸菌，而在发酵初期，水槽内经常有气泡产生，这些气泡产生的原因及成分分别是（ ）
A．乳酸菌是兼性厌氧型微生物，初期进行有氧呼吸产生CO2；气体为CO2
B．因腌制过程中的盐进入蔬菜使蔬菜体积缩小，气体被排出；气体为空气
C．发酵初期活动强烈的是酵母菌，其利用氧产生CO2；气体为CO2
D．乳酸菌在发酵过程中产生了热量，使坛内温度升高，空气受热膨胀被排出；气体为空气
答案 C
解析 蔬菜刚入坛时，表面带入的主要是不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等微生物，它们进行乳酸发酵和微弱的酒精发酵产生较多的乳酸、酒精、醋酸和二氧化碳等，二氧化碳以气泡的形式从水槽内放出，逐渐使坛内形成无氧环境。
4．泡菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，发酵产物乳酸不断积累，因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量，将泡菜发酵过程分为三个阶段。
（1）发酵初期：
蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等较为活跃。
其中的酵母菌最初的呼吸作用方式是______________，请写出相应的反应式：
______________________________________。
发酵初期会有气泡从坛沿水槽内间歇性地放出，从而使坛内逐渐形成厌氧状态，乳酸发酵开始。
试说明这些气泡的来源________________________________________________________________________
________________________________。
（2）发酵中期：
由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累，pH下降，厌氧状态形成，乳酸杆菌开始活跃，并产生大量乳酸，乳酸的积累量可达到0.6%～0.8%，pH为3.5～3.8。
这一期间为泡菜完全成熟阶段，泡菜有酸味而且清香。
试分析此时期坛内其他微生物的活动情况及原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）发酵后期：
在此期间继续进行乳酸发酵，乳酸含量继续增加，可达1.0%以上。
当乳酸含量达到1.2%以上时，发酵速度会逐渐变缓甚至停止，主要原因是_______________
________________________________________________________________________。
此阶段泡菜酸度过高，风味已不协调。
答案
（1）有氧呼吸 C6H12O6＋6O2＋6H2O
6CO2＋12H2O＋能量 坛内需氧型微生物呼吸作用消耗氧气，产生大量的CO2；坛内氧气耗尽后，酵母菌酒精发酵也会产生一些CO2
（2）由于pH的不适，大肠杆菌、腐败菌、酵母菌和霉菌的活动受到抑制；由于氧气耗尽，需氧型微生物的活动受到抑制
（3）pH过低，乳酸菌的活动受到抑制
解析
（1）酵母菌是兼性厌氧微生物，蔬菜刚入坛时，泡菜坛内含有氧气，酵母菌进行有氧呼吸，有氧呼吸的反应式为：
C6H12O6＋6O2＋6H2O
6CO2＋12H2O＋能量。
由于发酵初期酵母菌等微生物进行细胞呼吸产生二氧化碳、空气中的剩余气体等会产生气泡，从坛沿水槽内的水中间歇性溢出。
（2）发酵中期，无氧状态形成，乳酸菌开始活跃，并产生大量乳酸，酸性条件下不能生长的微生物因为pH过低受抑制。
（3）发酵后期，乳酸含量继续增加，当达到1.2%以上时，过酸的环境抑制了乳酸菌的生长繁殖进而使发酵速度逐渐变缓甚至停止。
泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸的变化
发酵时期
乳酸菌
乳酸
发酵初期
少（有O2，乳酸菌活动受抑制）
少
发酵中期
最多（乳酸抑制其他菌活动）
积累、增多、pH下降
发酵后期
减少（乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动）
继续增多，pH继续下降
含量变化曲线
[构建知识网络]
[必背答题语句]
1．果酒制作需要的微生物是酵母菌，它是一种兼性厌氧型微生物，通过有氧呼吸可以大量增殖，通过无氧呼吸可以产生酒精。
2．红葡萄酒中的红色是由于红葡萄皮中的色素进入发酵液产生的。
3．果醋制作需要的微生物是醋酸菌，它是一种好氧菌，所以果醋制作需要一直通入氧气。
4．果酒和果醋制作需要的温度分别是18～25℃和30～35℃。
5．腐乳的制作需要多种微生物参与，但主要是毛霉的作用。
通过脂肪酶、蛋白酶等酶的作用，将一些大分子物质水解成小分子物质。
6．腐乳的风味主要取决于卤汤和酒的作用。
7．在腐乳制作过程中加入香辛料的作用是既能调节风味，还具有防腐杀菌作用。
8．在腐乳制作过程中，盐的用量要适宜，酒的含量一般控制在12%左右。
重温高考 演练模拟
1．（2016·全国甲，39）苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。
回答下列问题：
（1）酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。
图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的________________中进行，其产物乙醇与____________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的____________中进行，与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度____________。
（2）第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在________条件下才能完成。
（3）在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________（填“低于”或“高于”）第二阶段的。
（4）醋酸杆菌属于____________核生物，其细胞结构中__________（填“含有”或“不含有”）线粒体。
答案
（1）细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快
（2）有氧 （3）低于 （4）原 不含有
解析
（1）图示过程①和②分别表示无氧呼吸的第一、第二阶段，其场所均为细胞质基质；橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，变成灰绿色。
过程③表示有氧呼吸的第二、第三阶段，其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜，即在酵母菌细胞的线粒体中进行。
与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度快。
（2）醋酸杆菌是一种好氧菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。
（3）第一阶段即果酒的制作，所控制的温度范围是18～25℃，第二阶段即果醋的制作，所控制的温度范围是30～35°C，所以第一阶段的温度低于第二阶段。
（4）醋酸杆菌属于原核生物，其细胞结构中不含线粒体等复杂的细胞器。
2．（2013·新课标Ⅰ，39）回答下列有关泡菜制作的问题：
（1）制作泡菜时，所用盐水煮沸，其目的是____________。
为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的
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